曲阜市护城河水质检测资料

1、曲阜护城河水质研究评价08级环境科学 高钊指导老师唐美珍【摘要】由于人为的不合理利用，以及生活污水、工业废水的无限制排放，必然引起护城河 河水的污染。护城河位于市中心，而且曲阜市是著名的旅游胜地，河水的水质对于曲阜的发展有十分重要的意义。所以，采集不同地点护城河水，对河水中总磷、总氮、溶氧、COD氨氮进行测定，来对护城河的水质进行评估。结果表明，护城河的河水中P、N元素严重超标，富营养化程度较严重，整体水质严重污染，营养状态及水质状态处于相对较高的风险状况之中。最后针对上述情况提出护城河水环境改善措施和建议，以期其充分发挥其景观水体得综合效益。关键词：水质总磷总氮化学需氧量Study on t

2、he water quality evaluation of Qufu MoatStude nt majori ng in En viro nmen tal Scie neeGao ZhaoTutor Tang Mei zhe nAbstract: Due to un reas on able use, as well as domestic sewage, in dustrial wastewater without limiting emissions,it will cause the moat river pollution. The city of Qufu is a famous

3、touristresort, and the moat is located in the downtown area, the river water quality has very important significance to the development of Qufu .As a result ,to collect the water of Qufu Moat in differe nt places, and to evaluate water quality of the moat through the measureme nt of the total phosph

4、orus Total n itroge n and total carb on of the water. The results show that, the eleme nts of phosphorus n itroge n and carb on in the moat water severely exceed the sta ndard. The degree of eutrophicati on is beco ming more and more serious no w, i n a world , the overall water -quality is too poor

5、 to be improved. Fin ally, I suggest some measures in order to improv ing it ' s wqiuerlity.Key word : water quality 、total phosphorus、total n itroge n、Chemical Oxyge n Dema nd引言随着社会经济的不断发展，人类对水资源的开发利用日趋加剧，流域工程型缺水、资源型缺水、水质型缺水并存，水资源保护的形式日益严峻。随着水资越来越引起人们的重视，水体的污染与评价成为国内外关注的环境问题2。查看曲阜市的水资源状况，多年平均降雨

6、706.38mm多年平均径流深181.1 mm,地 表水资源量为1.4735亿n3,地下水资源量为1 .856亿n3,扣除重复计算的水 资源量0. 4383亿m3,全市多年平均水资源总量为2.8908亿m3。人均占有水资源量473 m3,亩均占有水资源量422 m3。可知，曲阜市的水资源水量状况 曲比较良好。曲阜护城河是围绕曲阜古城的河流，围绕在在古城墙的四周。由于地理位置 因素，常年有大量的生活污水以及工业废水排放进入护城河中，使护城河受到严重污染。根据沿岸居民描述，护城河水常有腥味，特别是夏天，恶臭难闻。今年 年初曲阜市政府启动了引泗水进护城河的工程，欲改善护城河的水质，然而，沿河观察发现

7、，仍有大量的污水排放口将污水排入护城河中。由此可见，曲阜市水资源水质状况较差。在自然界中，水质和水量是一个统一整体，两者互为依存，缺一不可。因此， 在水质评价中，要对水体的水量进行调查。41、材料与方法1.1实验材料1.11供试水样：(1) 曲阜市护城河宽9.5m，受今年干燥气候的影响水位较低，河水深度变 化在0.51.5m之间，流动性差，属静态水体；(2) 河东岸、南岸靠近商业街，西岸主要河段位于交通要道东侧， 北岸毗邻 农田和医院，河水的主要污染来自于日常生活废水和医院废水；(3) 曲阜市护城河属景观水体；两岸土地用途近年应不会发生太大变化。1.12采样点的设置：由于护城河水体水质较稳定，

8、同时考虑到护城河的地理位置以及河流流经地 点，特取城墙东南西北四个门门口为四个采样点，其中东门编号1 ,北门编号2 ,西门编号3，南门编号4。1.13采样方法：用锥形瓶、绳子、竹竿做成简易采样器，按照环境监测中取样要求，护城河 宽小于50m故只设置一条中泓线；河深不足5m在水面下0.5m处设一采样点5， 每个样点取两个瞬时水样混合成一个综合水样取，水实验。1.2实验方法采用钼酸铵分光光度计法测总磷，采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测 总氮，次用重铬酸钾法测COD以上方法均采用国家标准方法 1.21总磷：钼酸铵分光光度法试剂及仪器：O抗坏血酸，100g - L-1溶液：溶解10g抗坏血酸（Ce

9、fQ）于水 中，并稀释至100mL）（此溶液贮于棕色的试剂瓶中，在冷处可稳定几周，如不 变色可长时间使用） 钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵（NH4）6MoQ4 4HO于100mL水中。溶解0.35g酒石酸锑钾KSbGHO7 HO于100mL水中。在不断搅拌下把钼酸铵溶液徐 徐加到300mL1+1硫酸中，加酒石酸锑钾溶液并且混合均匀。（此溶液贮存于棕 色试剂瓶中，在冷处可保存二个月）磷标准贮备溶液：称取0.2197 ± 0.001g于110C干燥2h在干燥器中放冷 的磷酸二氢钾（KHPO），用水溶解后转移至1000mL容量瓶中，加入大约 800mL 水、加5mL硫酸用水稀释至标线并混匀。

10、1.00mL此标准溶液含50.0卩g磷。（本 溶液在玻璃瓶中可贮存至少六个月。）磷标准使用溶液：将10.0mL的磷标准溶液转移至250mL容量瓶中，用水 稀释至标线并混匀。1.00mL此标准溶液含2 ug磷（使用当天配制）。实验室常用仪器设备和下列仪器：医用手提式蒸汽消毒器或一般压力锅（1.11.4kg /cm2）、50mL具塞（磨口）刻度管、分光光度计（注：所有玻璃器 皿均应用稀盐酸或稀硝酸浸泡。）实验步骤：（1）标准曲线的绘制取数支50ml具塞比色管，分别加入磷酸盐标准使用液 0、0.50、1.00、3.00、 5.00、10.0、15.0ml，加水至 50ml。显色：向比色管中加入1ml

11、 10%抗坏血酸溶液，摇匀。30s后加2ml钼酸盐 溶液充分混匀，放置15mi n。测量：用10mm比色皿于700nm波长处，以零浓度溶液为参比，测量吸光度。（2）样品测定分取适量经滤膜过滤或消解的水样（使含磷量不超过 30）10 ml加入50ml 比色管中，用水稀释至标线。一下按校准曲线的步骤进行显色和测量。减去空白 试验的吸光度，并从校准曲线上查出含磷量。（3）计算:磷酸盐含量（P, mg L-1）=V式中：m由标准曲线查得的磷量 ygV -水样体积ml总磷含量（卩g）图1总磷含量标准曲线度光吸正校1.22总氮：碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法试剂及仪器：碱性过硫酸钾溶液：称取 40g过硫酸

12、钾（K2S2OB），另称取15g 氢氧化钠（NaOH）,溶于水（4.1）中，稀释至1000mL溶液存放在聚乙烯瓶内，最 长可贮存一周。硝酸钾标准贮备液，CN= 100mg. L-1:硝酸钾（KNG）在105110C烘箱中干 燥3h，在干燥器中冷却后，称取 0.7218g，溶于水中，移至1000mL容量瓶中， 用水稀释至标线在010C暗处保存，或加入12mL三氯甲烷保存，可稳定 6个月硝酸钾标准使用液，CN= 10mg. L-1:将贮备液用水稀释10倍而得。（使用时 现场配制。）仪器和设备：紫外分光光度计及10mm石英比色皿、医用手提式蒸汽灭菌器 或家用压力锅（压力为1.11.4kg /cm2）

13、,锅内温度相当于120124C ,具玻 璃磨口塞比色管，25mL （注：所用玻璃器皿可以用盐酸（1 + 9）或硫酸（1 + 35） 浸泡，清洗后再用水冲洗数次。） 实验步骤：（1）测定样品取10ml水样，加入5ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布及纱绳裹 紧塞管，以防止溅出。将比色管置于压力蒸汽消毒器中，加热0.5h，放气使压力指针回零。然后升温至120-140 °C开始计时，使比色管在过热水蒸气中加热0.5h。自然冷却，开阀放气，移去外盖，取出比色管并冷却至室温。加入（1+9） 盐酸1ml，用无氨水稀释至25ml标线。在紫外分光光度计上，以无氨水作参比， 用石英比色皿分别在22

14、0nm及275nm波长处测定吸光度。（2）标准曲线制作用分度吸管向一组（7支）比色管中，分别加入硝酸盐氮标准使用溶液 0.0, 0.50，1.00，3.00，5.00，7.00，10.00 mL 加水稀释至 25.00mL，按照上述步 骤测量做出标准曲线，在校准曲线上查出相应的总氮量，再用下列公式计算总氮 含量。（3）计算:总氮（mg . L-1）=V式中：m-从标准曲线上查得的含氮量卩gV -所取水样体积ml度光吸正校1.23 COD :重铬酸钾法实验试剂：（1）重铬酸钾标准溶液：称取预先在120C烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾 4.9032g溶于水中，移入1000ml容量瓶，稀释至标线，

15、摇匀。（2） 试亚铁灵指示液：称取 1.485g邻菲啰啉，0.695g硫酸亚铁溶于水 中，稀释至100ml，贮于棕色瓶内。（3） 硫酸亚铁铵标准溶液：称取 39.5g硫酸亚铁铵溶于水，边搅拌边 缓慢加入20ml浓硫酸，冷却后移入 1000ml容量瓶中，加水稀释至标线，摇 匀。临用前用重铬酸钾标准溶液标定。实验方法：取20ml混合均匀的水样置具塞试管中，准确加入3ml重铬酸钾 标准溶液，再慢慢加入5ml硫酸-硫酸银溶液，轻轻摇动使其混合均匀，拧紧管 口。在COD消解仪上消解15min,待溶液冷却后，转移到锥形瓶中，加 3滴试亚 铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐

16、色 即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。-1VC 8 1000COD（O2,mg L ）=V2式中：C-硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（mol/l ）V0-滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量（ml）M-滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液用量（ml）"-水样的体积（ml）8-氧(1/2)的摩尔质量(g/mol)1.24氨氮的测定(1) 空白试验：用50ml无氨蒸馏水，按和中第一步进行操作。用所得吸 光度查得空值；(2) 预处理：取100ml样品加入1ml硫酸铝溶液以及23滴氢氧化钠溶液调 节PH值至10.5,经混匀沉淀后，取上清液测定；(3) 测定：取40ml水样转入比色管并定容至50ml，加入

17、0.5 ml酒石酸钠钾 溶液摇匀，再加1ml纳氏试剂，摇匀、放置10min 后,在420nm波长处，用20mm 比色皿，以蒸馏水作参比测定吸光度；将试剂吸光度扣除空白试验的吸光度， 从 工作曲线上查得氨氮含量；(4) 工作曲线的绘制:用8个50ml的比色管，分别加入0ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、5.00ml、7.00ml、10.00ml氨氮的标准溶液，再稀释至标线，以 下按预处理以及测定第一步操作；氨氮的浓度Cn (mg L-1)，用以下公式计算m Cn=V式中m 从工作曲线上查得的氨氮含量 mg；V -测定时材料的体积 ml图3氨氮含量标准曲度光吸正校1.2

18、5溶解氧及五日生化需氧量的测定(1) 在8个溶解容瓶中装满水样轻敲瓶颈使气泡完全逸出， 使瓶塞不留气泡;(2) 将4个装有水样的溶解氧瓶放入生化培养箱，用于5日后溶解氧的测定;(3) 对另外对应的4瓶水样进行溶解氧当场固定，固定方法如下：加入1ml 硫酸锰溶液，1ml碱性碘化钾溶液，盖紧瓶塞，把样品摇匀，使之充分混合，静置数分钟使沉淀下降；(4) 加1ml浓硫酸盖紧瓶塞，摇动瓶子使沉淀全部溶解；(5) 静置5min后，量取100ml，沿壁倒入三角烧瓶中，用硫代硫酸钠标准 溶液滴定至淡黄色，再加入1ml淀粉溶液，滴定至蓝色刚好退去为止，记下用量；(6) 分析结果的表述：溶解氧(DO，mg L-1

19、)用下式计算V1 C 8 1000DO=100式中：V1 样品耗用硫代硫酸钠标准溶液的体积ml;C硫代硫酸钠标准溶液的浓度 mol L 1;100被测定溶液的体积 ml(7) 在生化培养箱中培养五天的水样用上述同样的方法测定溶解氧，记录硫代 硫酸钠标准溶液的用量 V。BOD5 (mg/L) =DO° DO5DO。一培养前溶解氧的含量，mg L-1;DO5培养五天后溶解氧的含量，mg. L-12、结果及分析2.1实验结果根据以上各项指标的测量方法，得出所需原始数据，再由计算公式的得到各项指标的监测值：表1实验测得水样各项指标单位：ug ml-1样品DOBOD 5TPTN氨氮COD1号样

20、2.911.00.672.753.1340.02号样2.012.00.651.793.0036.73号样2.510.10.512.302.6346.74号样3.09.90.521.851.9534.0确定水质评价以地表水环境质量标准(GB 3838 2002)为分析评价准则，曲阜市护城河属于一般景观用水，执行五类水标准，选取总磷、总氮、COD、氨氮、DO五个指标运用水环境质量评价指数法对水质进行评价，水环境 质量评价指数法有很多种，其中算术均值法能比较直观反映水体水质状况。算术 均值法是计算各项评价因子标准指数加和的算术平均值 ，其计算公式为：(1)式中P为综合污染指数；Ci为第i种污染物的实

21、测平均浓度，mg .I-1; S为第i种污染物评价标准值,mg. L-1。其计算结果得出的水质指数对应的污染级别及分级依据可查表2:表2均值型指数水质分级标准水质指数污染级别分级依据< 0.2清洁多数项目未检出，个别项目检出也在标内0.2 0.4尚清洁检出值均在标准内，个别接近标准0.4 0.7轻污染个别项目检出值超过标准0.7 1.0中污染有两项检出值超过标准1.0 2.0重污染相当一部分检出值超过标准> 2.0严重污染相当一部分检出值超过标准数倍或几十倍将表1中总磷、总氮、COD、DO、氨氮三个指标的监测结果代入(1)式得水质 指数P为:Pi=1.272; P2=1.486;

22、P3=1.414; P4=1.016;2.2结果分析(1) 通过表1,参考地表水环境质量标准(GB 3838 2002)为分析评价准则可以发现，河水中大部分指标均超过V类水的标准，说明河水污染严重。(2) 通过表2,可以发现，四个水样均是重污染，其中2、3号水样污染较为严重，4号水样相对污染较轻3、分析讨论3.1污染源分析河水污染主要来源有：为了加强洗涤效果，在合成洗衣粉中加入了磷酸盐， 使水软化，洗衣粉中的磷酸盐几乎占了民用废水中磷酸盐含量的一半；其余来自农业灌溉废水，磷肥是另一个环境污染物磷酸盐的来源， 它能强烈吸附在土壤颗 粒上，通过淋溶也可以污染地下水和河流；还有河岸生活污水及工业废水

23、排放。 另外，通过数据可以发现，河水中化学需氧量值很高，水体的富营养化比较严重， 应严格控制有机废水的排放量。3.2建议措施针对曲阜市护城河目前存在的富营养化问题，结合当地社会经济发展的现状 提出以下污染防治措施和环境保护对策：（1）以控制总磷、总氮，遏制水体富营养化为原则。限制使用和销售含磷洗 涤剂,通过建设污水处理厂来治理城镇生活污水及医院废水 ，控制污水直接排入 河内；同时控制河内污染源，如旅游污染，及时清除河内垃圾，防止垃圾的分解对 河水产生进一步危害；（2）合理施用化肥、农药。虽然护城河周边农田较少，但北岸大部分河段位于农田边缘，化肥农药的使用仍是河水水质富营养化不容忽视的重要因素。

24、农业生产中要做到合理施用化肥、农药，防止流失。由于富营养化现象主要发生在氮 肥使用量高的高产区和城市郊区。要控制化肥（主要是氮肥）对环境的不良影响， 即要控制其使用量，又要严格执行使用规程，做到科学施肥；（3）由于护城河水体属景观水体，景观水体多为静止或流动性差的封闭缓流 水体，且水域流域面积相对较小，水环境容量小，水体自净能力低，固可采取人 工方法定期的排放受污染水体，引入一定的清洁水体，人为地提高水体的自净能 力。（4）对于已经造成的河水的污染，可以通过人工曝气来降低护城河的有机污 染，还可以培养植物群落，利用水生植物来净化水体。目前常用的植物有芦苇、 凤眼莲、狭叶香蒲。破铜钱等，植物可以和根区微生物共生，产生协同作用，净 化水体。10 还可以投放水生动物，利用水生动物净化水体，蚌、螺等底栖动物 可以过滤悬浮物质，摄食生物碎屑，其分泌物有絮凝作用，螺有刮食着生藻的功 能，虾和部分鱼类可以摄食藻类、碎屑等11曲阜市作为一个依靠旅游业为支撑的第三产业城市，保持其环境的优美是 至关重要的。因此